Bachelorarbeit, 2011
38 Seiten, Note: Gut
Ingenieurwissenschaften - Metallbautechnik und Metallverarbeitung
1 Einleitung
1.1 Ziel der Arbeit
1.2 Lesergruppe
1.3 Aufbau der Arbeit
2 Fügetechniken
2.1 Punktschweißen
2.1.1 Grundlagen Schweißen
2.1.2 Vertiefung Punktschweißen
2.2 Fügen durch Umformen
2.2.1 Herkömmliches Nieten
2.2.2 Blindnieten
2.2.3 Stanznieten
2.2.4 Durchsetzfügen
3 Clinchenverfahren im Industrieeinsatz
3.1 Verfahren Clinchen
3.1.1 Verbindungsvorgang
3.1.2 Verbindungsqualität
3.1.3 Materialien und Werkzeuge
3.1.4 Varianten der in der Industrie eingesetzten Clinchverfahren
3.2 Clinchens versus Punktschweißen
3.2.1 Verfahrensvergleich
3.2.2 Clinchen – mäßige Akzeptanz im industriellen Einsatz
3.2.3 Clinchen in der praktischen Anwendung
4 Schlussfolgerung
Die vorliegende Arbeit untersucht das industrielle Fügeverfahren Durchsetzfügen (Clinchen) und stellt dieses dem etablierten Punktschweißen gegenüber, um dessen Vorteile, Herausforderungen und Anwendungspotenziale im modernen industriellen Umfeld zu analysieren.
3.1.1 Verbindungsvorgang
Beim Fügen von Werkstoffen mittels Clinchen sind zwei gegeneinander wirkende Kräfte vorhanden. Eine Fügekraft FF die von Stempel und Matrize auf die Werkstoffe einwirkt und eine Reaktionskraft FR die vom Werkstoff aus gegen die Fügekraft wirkt (Abbildung 6). Zur Erzielung einer Verbindung muss die Fügekraft entsprechend groß sein um die Reaktionskraft zu überwinden, und das Material in Form zu bringen.48 Die Fügekraft beträgt beim manuellen Clinchen in der Regel 25 kN und bei modularen oder vollautomatischen Systemen 50 kN und mehr.49
1 Einleitung: Dieses Kapitel führt in das Thema Clinchen ein, definiert den Begriff Fertigungsverfahren nach DIN 8580 und erläutert Zielsetzung sowie Aufbau der Arbeit.
2 Fügetechniken: Hier werden die Grundlagen des Punktschweißens sowie die verschiedenen Verfahren des Fügens durch Umformen (Nieten, Stanznieten, Durchsetzfügen) detailliert dargestellt.
3 Clinchenverfahren im Industrieeinsatz: Dieses Kapitel bildet den Hauptteil der Arbeit, in dem der Verbindungsvorgang, Qualitätskriterien, Werkzeuge und der Vergleich zum Punktschweißen analysiert werden.
4 Schlussfolgerung: Das abschließende Kapitel fasst die Ergebnisse zusammen und wagt einen Ausblick auf die zukünftige Bedeutung des Clinchens in der verarbeitenden Industrie.
Clinchen, Durchsetzfügen, Punktschweißen, Fügen durch Umformen, Fügetechnik, Industrieroboter, Kaltumformung, Verbindungsqualität, Leichtbau, Mechanische Fügeverfahren, Fertigungstechnik, Automobilindustrie, Clinchverfahren, Verbindungsfestigkeit, Prozesssicherheit
Die Arbeit untersucht das Fertigungsverfahren Durchsetzfügen (Clinchen) als mechanische Alternative zum thermischen Punktschweißen in der industriellen Fertigung.
Die Schwerpunkte liegen auf dem technischen Verfahrensablauf des Clinchens, einem direkten Vergleich zum Schweißen hinsichtlich Kosten und Festigkeit sowie der praktischen Anwendung in verschiedenen Industriezweigen.
Ziel ist es, die Vorteile des Clinchens aufzuzeigen, bestehende Anwendungshemmnisse kritisch zu hinterfragen und das Zukunftspotenzial des Verfahrens in der Industrie zu bewerten.
Die Arbeit basiert auf einer fundierten Literaturrecherche und der Analyse bestehender technischer Normen (DIN 8580, DIN 8593), ergänzt durch einen Vergleich von Leistungs- und Kostendaten industrieller Fügetechnologien.
Der Hauptteil befasst sich detailliert mit dem Clinchvorgang, der Bestimmung der Verbindungsqualität über geometrische Kennwerte wie die Restbodendicke, sowie einem Kosten- und Anwendungsvergleich zwischen Clinchen und Punktschweißen.
Wichtige Begriffe sind Durchsetzfügen, Clinchen, Punktschweißen, Kaltumformung, Fügetechnik, Prozesssicherheit, Leichtbau und industrielle Fertigung.
Da es sich um ein rein mechanisches Kaltumformungsverfahren handelt, sind weder Hilfsstoffe noch chemische Zusätze oder hohe thermische Energiezufuhr erforderlich, was das Verfahren sauberer und nachhaltiger macht.
Obwohl das Clinchen bei Betriebskosten und Nacharbeit meist günstiger ist, haben hohe Investitionen der Unternehmen in Schweißroboter-Anlagen die Verbreitung des Clinchens bisher gehemmt.
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